CD-R光盘轨道密度的测定.doc.docVIP

PAGE PAGE 0 评分： 大学物理实验设计性实验 实 验 报 告 实验题目： CD-R光盘轨道密度的测定 班 级： 姓 名： 学号： 指导教师： 茂名学院技术物理系大学物理实验室 实验日期：2009 年 12 月3 日 《CD-R光盘轨道密度的测定》实验提要 实验课题及任务： 《CD-R光盘轨道密度的测定》实验课题任务是，测量一张CD-R光盘的轨道密度。 方法提示： 一、平面反射光栅衍射法 （1）、用一张废旧的CD-R光盘制作一个平面反射光栅，规格尺寸约为10×20mm2，固定在光栅座上，根据光栅衍射原理，利用分光仪和光源（如汞灯、钠灯或激光器任选），参照《用透射光栅测定光波波长》实验，设计出实验方案。 （2）用一张废旧的CD-R光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅（制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可），根据光源的已知光谱（如激光器光源），利用平面反射光栅反射光的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，设计出实验方案（此法不用分光仪测量）。 二、平面透射光栅衍射法 （1）、用一张废旧的CD-R光盘制作一个平面透射光栅，规格尺寸约为10×20mm2，固定在光栅座上，根据透射光栅衍射原理，利用分光仪和光源（如汞灯、钠灯或激光器任选），参照《用透射光栅测定光波波长》 （2）用一张废旧的CD-R光盘利用拨膜遮盖的方法制作一个D平面透射光栅（制作时不用剪切光盘），根据光源的已知光谱（如激光器光源），利用平面透射光栅的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，设计出实验方案（此法不用分光仪测量）。 学生根据自己所学知识，设计出《CD-R光盘轨道密度的测定》的整体方案，内容包括：（写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。）然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求： （1）、选择上述所列方法之一（也可以另选它法），自制一个与实验设计相应的光栅，通过在实验室观察光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量（即待测量的物理量）有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。（注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观察实验现象，通过实验现象的观察，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才能写出实验原理。） （2）、该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。 （3）、选择实验仪器，CD-R光盘自备、米尺（10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm）、光源（汞灯、钠灯、激光器）、分光计、光屏自制、也可以自制辅助器件等。 （4）、设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 （5）、测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。 （6）、实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。 实验仪器的选择及提示： （1）、光栅：选分光计作为测量仪器的实验设计，要制作一个规格尺寸约为10×20mm2的平面（反射、透射）光栅，固定在光栅座上，以备使用。选用衍射光屏方法的实验，用一张废旧的CD-R光盘，稍加处理制作一个平面（反射、透射）光栅（制作时不用剪切光盘，但需要想办法固定，方便使用）。 （2）、米尺：10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm任选。 （3）、光源：钠灯、汞灯、激光器，任选。 （4）、分光计实验室提供。 （5）、可以自制实验器材，如条型光屏，自带胶带和光屏用纸，也可以借助现有实验室的条件。 实验所用公式及物理量符号提示： （1）、光栅方程: (k=0、1、2、3、……) 式中（其中为光栅缝宽，为相邻缝间不透明部分的宽度）为相邻狹缝之间的距离，称为光栅常数，为光波波长，为衍射光谱线的级次。 （2）、用表示谱线到0级谱线的距离，用表示光栅到0级谱线的垂直距离。 评分标准（10分） （1）、通过观察实验现象，找出实验规律，画出光路图，1.5分； （2）、正确的写出实验原理和计算公式，2分； （3）、正确的选用仪器和测量方法，1分； （4）、写出实验内容及步骤，2分； （5）、制作实验器材和实验室条件的合理应用，1分； （6）、写出完整的实验报告，2.5分；（其中实验数据处理，1分、实验结果，0.5分，整体结构，1分） 思考问题： （1）、光栅与光屏之间的距离多远比较合适？ （2）、激光光源照射反射光栅的角度在什么范围内较